【锂氧】AEM：Fe-Fe簇与Li2-xO2尺寸匹配的高可逆固态锂氧电池

固态锂氧电池（SSLOB）具有高能量密度和增强的安全性。然而，由固态空气电极高极化引起的能量损失挑战已成为其进一步发展的主要瓶颈。近日，哈尔滨工业大学王家钧将Fe-Fe催化剂（Fe₂-N-C）与反应物（Li_2-xO₂，0≤x≤2）组合设计了减轻固态电极氧化还原极化的方法。

本文要点：

1) 原子分辨透射电子显微镜显示，Fe-Fe簇的空间尺寸（1.5–2Å）与Li_2-xO₂（1.2–2.2Å）相当，可以克服与催化剂/反应物尺寸失配相关的挑战。深入的理论分析表明，Fe-Fe位点之间的轨道耦合和自旋态跃迁使Fe中心表现出d轨道离域和高电子自旋态特性，从而增强了顺磁性氧物种的活化，并优化了与LiO₂的结合强度，减小了充电/放电电压间隙。

2) 同时，尺寸匹配效应诱导放电产物的延性生长为高度可逆的膜形态，具有低过电势的Fe₂-N-C阴极显示出显著提高的可逆效率（84.9%）。该工作的概念为设计为高性能SSLOB开辟了新的机会。

 

参考文献：

Song Yajie et.al Highly Reversible Solid-State Lithium-Oxygen Batteries by Size-Matching Between Fe-Fe Cluster and Li2-xO2 Adv. Energy Mater. 2022

DOI:10.1002/aenm.202203660

https://doi.org/10.1002/aenm.202203660

同步辐射丨球差电镜丨FIB-TEM

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